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精液处理前后精子DNA碎片的变化及对IVF-ET结局的影响

来源:智榕旅游
医药论坛杂志2015年5月第36卷第6期J Medical Forum Vo1.36 No.6 June 2015 ・1・ ・论 著・ 精液处理前后精子DNA碎片的变化及 对IVF—ET结局的影响 查钱江,高勇,王雅丽,徐艳文,周产权,刘雅峰 中山大学附属第一医院生殖医学中心,广州510080 摘要:目的 探讨经密度梯度离心结合上游法处理前后精子DNA碎片率的变化以及对体外授精一胚胎移植(In Vitro Fertilization—Embryo Transfer,IVF—ET)结局的影响。方法 收集107例行IVF助孕患者的精液,按照 WHO标准对处理前精液行精液常规分析,采用精子染色质扩散试验(SpermChromatin Dispersion,SCD)检测处理 前和处理后精液的精子DNA碎片率,并收集IVF实验室及临床结局。根据处理前精子DNA碎片率将患者分为 两组:精子DNA碎片率≤2O%的患者为A组,精子DNA碎片率<20%的患者为B组。结果处理后精子DNA 碎片率显著低于处理前精子DNA碎片率[(3.49±3.38)%vs(18.69±10.89)%,P<0.001)];处理前和处理 后精子DNA碎片率均与精子总活动率、前向运动率及受精率有显著负相关关系(Spearman相关系数:一0.508、 一0.629、一0.283、一0.299、一0.399、一0.329,P<0.05)与男方年龄、精液量、精子密度、正常形态率及卵裂率无 显著相关关系;B组处理后精子DNA碎片率高于A组,差别有统计学意义(P<0.05);B组的精子总活动率、前 向运动率和受精率均低于A组,差别有统计学意义(P<0.05);两组男方年龄、女方年龄、不孕年限、获卵数、精 液量、精子密度、正常形态率、卵裂率、种植率和妊娠率之间的差异均无统计学意义(P>0.05)。结论升高会降低受精率,但对种植率、妊娠率等临床结局没有显著影响。 关键词:精子DNA碎片;精子染色质扩散实验;体外授精 中图分类号:R698 文献标识码:A 文章编号:1672-3422(2015)06-O001-05 密度梯 度离心加上游法处理精液后可以显著降低精子DNA碎片率,精子DNA碎片率与精子活力最密切相关,碎片率 Changes of sperm DNA fragmentation before and after processed and it’s effects on outcomes ofⅣF—ET ZHA Qin—jaiang,GAO Yong,WANG Ya—li,XU Yan—wen,ZHOU Chan—quan,LIU Ya—feng The First Afilfiated Hospital of Zhongshan University,Guangzhou 5 10080,China Abstract:Objective To investigate the changes of sperm DNA fragmentation index(DFI)before nd aafter density gra- dient centrifugation(DCG)and swim—up in In Vitro Fertilization—Embryo Transfer(IVF—ET),and analyze the effects of sperm DFI on outcomes of IVF—ET.Methods A total of 107 IVF—ET patients’spermatozoa were collected nd processed tahrough DCG and swim—up.Conventional semen analysis was done according WHO standard before pro- cessed.Sperm DF1 was naalyzed by sperm chromatin dispersion(SCD)before and after processed and outcomes of IVF— ET were collected.The patients were divided into two groups upon the size of DFI before processed:Group A(DFI≤ 20%),Group B(DFI>20%).Results Sperm DFI decreased signiifcantly after DGC and swim—up(3.49%± 3.38%vs 18.69%4-10.89%,P<0.001).There were signiifcandy negative correlation between sperm DFI before and fater processed and sperm vitlaity/spem prrogressive motility/fetrilization rate(Spearman correlation coeicifent:一 0.508、一0.629、一0.283、一0.299、一0.399、一0.329,P<0.05),but there were no signiifcant correlation with male age/semen volume,density,normal morphology/cleavage rate.Compared with group A。sperm vitlitay and sperm pro- gressive motility as well as fetrilization rate were reduced in group B(P<0.05).However,the diference between two roups ofg male age/female age/infertility age/number of retrieved oocytes/semen volume,density,normal morphology/ cleavage rate/implantation rate/prenancy rgate had no statisticla sinigifcance(P>0.05).Conclusion DGC and swim—up can reduce sperm DFI remarkably.Sperm 基金项目:广东省科技计划项目(2010B031600081) 通信作者:刘雅峰,E—mail:liuyafengl1l@yeah.nee progressive motility is most related to sperm DFI.The increase of sperm DF1 will lower fertilization rate,but for implntataion ・2・ 医药论坛杂志2015年5月第36卷第6期J Medical Forum Vd.36 No.6 June 2015 rate and pregnancy rate were not significantly affected. Key words:Sperm DNA fragmentation;Sperm chromatin dispersion;In vitro fertilization 男性不育的病因是多因素的,但研究进展较 慢。目前男性不育的主要诊断指标还是精液常规 参数 J。随着实验室技术的迅速发展,虽然精液 常规分析的准确性有所提升 J,但其诊断的局限 机,以色列Sefi公司Markler精子计数板,深圳市博 锐德生物科技有限公司的精子DNA碎片检测试剂 盒和Dif—Quik染色液,广州化学试剂厂的无水乙 醇,瑞典Vitrolife公司的SpermGrad液和Sper— mRinse液,荷兰Leja公司的一次性精子计数板。 1.3研究方法 性还是存在的。据有关文献报道统计,在精液常 规参数正常的男性人群中,大约有15%的男性是 不育的 -5]。在临床上分析妊娠结局时我们发现 有生育力的男性和不能生育男性的精液常规参数 是有重叠的 J。这可能就是为什么仅仅是精液常 规检查还不能完全揭示男性不育的机制。所以精 1.3.1精液标本的采集和处理精液标本均在禁 欲3~7 d后于女方取卵手术当天手淫法留取,置 于室温环境下液化,记录精液体积,留取小部分液 化后精液以做精液常规及DNA碎片率的检测,剩 液常规分析已经不足以作为评价男性生育能力的 最佳指标,很明显我们急需更多更深人的实验室 指标,结合精液常规参数,希望可以更全面、更客 余大部分液化后精液采用密度梯度离心法加上游 法处理,待处理后精液用于IVF加精,取少量剩余 的处理后精液用于精子DNA碎片率的检测。 观,更准确的评估男性的生育能力。精子DNA检 测已经被认为是非常有前景的检测指标 J,有研 究数据表示,精子DNA损伤的影响可以存在于生 育的不同阶段,可能与受精率、胚胎发育、种植率、 妊娠率、流产率以及后代的先天性异常等有 关 。但研究结果存在争议,精子DNA损伤的 1.3.2精液常规分析将一次性精子计数板放在 37℃恒温载物台预热,用加样器将10pJ左右的处 理前精液加入一次性精子计数板,用计算机辅助 精子分析仪(Computer—aided sperm analysis,CA— SA)分析精子的密度、活率和活力。用Dif—Quik 快速染色法染色精子后用CASA分析精子形态。 意义有待进一步研究。 1材料和方法 1.3.3精子DNA碎片率的检测应用SCD法检 测精子DNA碎片,依照试剂盒说明按如下步骤操 作:①将易熔凝胶管置于80cI=水浴箱孵育20min。 ②调整精子密度(处理前和处理后的精子),使其 在(1~5)×10。/ml左右,取精液标本30bd,加入已 熔化的易熔凝胶管③将载玻片置于2~8 ̄C冰箱预 冷5min后取出,迅速于载玻片包被区域加入步骤 1.1 研究对象和分组 选取2014年6月至 2015年2月期间在中山大学附属第一医院生殖中 心就诊符合纳入标准的患者为研究对象。纳入标 准:女方为单纯双侧输卵管阻塞性因素不孕,且不 合并其它女性不孕因素,年龄<36岁, BMI<25kg/m ,助孕次数≤2次,月经第2~5天测 基础内分泌值正常,无卵巢手术史、放化疗史及遗 ②制备的精子悬液301xl,迅速盖上盖玻片后置于2 ~8℃冰箱中5min后取出,小心移去盖玻片。④将 载玻片立即垂直浸入盛有反应液A的反应池内, 传病家族史,获卵4枚,男方无外伤及遗传病家族 史,无性功能障碍,体检未发现有明显睾丸、附睾 及输精管异常,行常规长效降调节方案IVF,禁欲3 ~准确反应7min。⑤取出载玻片,将载玻片垂直浸 入盛有反应液B的反应池,准确反应25min。⑥取 出载玻片,水平放人大量纯化水中5min,其间换水 7天,新鲜的精液标本。排除标准:处理后精液 1—2次。⑦将载玻片依次放入70%、90%、100% 乙醇中各2min进行脱水,空气中自然干燥。⑧染 片。每张载玻片以瑞士染液1—2ml覆盖,再缓慢 质量差而改行ICSI助孕的患者。根据处理前DNA 碎片率将研究对象分成两组:A组精子DNA碎片 率≤20%,B组精子DNA碎片率>20%。本研究 经中山大学附属第一医院伦理委员会批准通过, 患者均签署知情同意书。 地加入瑞士缓冲液2—3ml,染色7rain后以流水轻 轻冲洗染片,空气中自然干燥。⑨用显微镜在油 镜下观察至少500个精子,计数存在DNA碎片的 1.2仪器与试剂 德国Leica公司光学显微镜, 美国Millipore公司Milli—Q Integral水纯化仪,西 班牙Microptic公司计算机辅助精子分析仪,上海 一精子数量。结果判断根据Femandez标准:①大光 晕,单侧光晕厚度大于精子头部最小直径;②中光 晕,介于大光晕和小光晕之间;③小光晕,单侧光 晕厚度小于精子头部最小直径的1/3;④无光晕。 恒公司恒温水浴箱,德国Sigma公司台式离心 医药论坛杂志2015年5月第36卷第6期J Medical Forum Vo1.36 No.6 June 2015 ・3・ 大光晕和中光晕精子为DNA完整的精子,小光晕 和无光晕精子为存在DNA碎片的精子。精子 DNA碎片率(%)=存在DNA碎片的精子数被观 察的精子总数100%。 1.3.4实验室及临床结局的收集取卵当日按实 验室常规方法向盛有卵子的培养皿中加入处理后 的精液,16~18h后观察受精情况,见到2个原核 (2PN)的受精卵为正常受精,见到3PN或1PN为 异常受精。本研究受精率=2PN受精数获卵总数 100%。授精后第三天观察胚胎发育情况并进行胚 胎移植。卵裂率=受精卵裂胚胎数受精卵数 100%。胚胎移植后14d测定血清13一hCG值确定 是否生化妊娠,28d后行阴道B超检查见宫内妊娠 囊和胎心搏动确定为临床妊娠。种植率=着床胚 胎数移植胚胎数100%,临床妊娠率=临床妊娠周 期数所有移植周期数100%。 1.4 统计学分析 所有统计学计算均采用 SPSS20.0统计软件进行,P<0.05表示差异有统 计学意义。计量资料经检验符合正态分布则采用 t检验或t’检验,数据描述采用均数标准差(元±s) 表示;处理前后精子DNA碎片率的比较采用配对t 检验;不服从正态分布的资料采用Wilcoxon秩和 检验,数据描述采用M(P25,P75)表示;种植率、妊 娠率采用四格表卡方检验;相关关系采用 Spearman秩相关分析。 2 结 果 2.1一般资料共计107例患者人组,因各种临 床因素取消胚胎移植21例,2例改行ICSI助孕,1 例改行Half—CISI助孕,最终83例患者纳入研究。 男方年龄24~42岁,平均(31.3 4-4.1)岁,女方年 龄23—36岁,平均(29.0±3.0)岁,不孕年限1— 11年,平均(3.4 4-2.3)年。 2.2 密度梯度离心加上游法处理前后精子DNA 碎片率的变化及与男方年龄、精液常规参数、受精 率、卵裂率的相关性处理前精子DNA碎片率为 (18.69±10.89)%,处理后精子DNA碎片率为 (3.49±3.38)%。处理后精子DNA碎片率显著 低于处理前精子DNA碎片率,差异有统计学意义 (P<0.001),且处理前和处理后精子DNA碎片率 之间有正相关关系(Spearman秩相关系数r= 0.606,P<0.001)。处理前和处理后精子DNA碎 片率均与精子总活动率、前向运动率及受精率有 显著负相关关系,与男方年龄、精液量、精子密度、 正常形态率及卵裂率无显著相关关系,具体相关 系数见表1。 表1 处理前后精子DNA碎片率与男方年龄、精液 常规参数、受精率、卵裂率的相关性 2.3 两组患者一般资料的比较共计83例患者 纳入研究,精子DNA碎片率≤20%的A 组患者51 例,精子DNA碎片率>20%B组患者32例。两组 患者的男方年龄、女方年龄、不孕年限及获卵数的 差别均无统计学意义(P>0.05);B组处理后精子 DNA碎片率高于A组,差别有统计学意义(P< 0.05),见表2。 表2 A、B两组一般资料的比较 注:与A组比较,ap<O.05。 2.4 两组患者精液常规参数的比较B组的精子 总活动率和前向运动率均低于A组,差别有统计 学意义(P<0.05);两组的精液量、精子密度和正 常形态率之问的差异无统计学意义(P>0.05),见 表3。 表3 A、B两组精液常规参数的比较 驯 黻总 率前 率正 率 06/ml A组51 2.6±1.1 61.5±34.0 60.4±12.5 39.3±15.2 4.5(3.5,6.0) B组32 2.5±0.8 68.3±34.8 48.0±13.5 a 22.4±9.8a 4.2(3.0,5.8) 注:与A组比较ap<O.05。 2.5 两组患者IVF结局的比较B组受精率低于 A组,差别有统计学意义(P<0.05);两组的卵裂 率、种植率和妊娠率之间的差异无统计学意义(P >0.05),见表4。 ・4・ 医药论坛杂志2015年5月第36卷第6期J Medical Forum Vo136 N0.6 June 2015 .表4 A、B两组IVF结局的比较(%) 组别鑫 受精率 卵裂率 种植率 临床妊娠率 A组5l 77.93±13.72 97.3±55.33 47.17(50/106)68.63(35/51) B组32 67.17±17.83a 94.34±14.76 42.42(28/66) 59.38(19/32) 注:与A组比较,ap<0.05。 3讨论 近年来,许多研究试图研究精子DNA碎片率 与精液常规参数之间可能存在的关系,得出了一 些模棱两可的结论 J,大部分研究报道精子DNA 碎片率与年龄及精液常规参数之间呈负相关关 系 。与之比较,有些研究报道未能发现精液 常规参数与精子DNA碎片率之间有相关关 系 。本研究显示密度梯度离心加上游法处理 前和处理后精子DNA碎片率均与精子总活动率和 前向运动率有显著负相关关系,且以处理前精子 DNA碎片率≤20%和>20%分为A、B两组,A组 的精子总活动率和前向运动率均高于B组,这与 Stephanie Belloc等的研究一致,其研究报道称精子 DNA碎片率与精子活力是最密切相关的_l 。但 没有得出精子DNA碎片率与男方年龄呈正相关关 系的结果,这可能与本研究的样本量小及人组男 性年龄偏小有关。一般男性年龄大于45岁才会有 精子DNA碎片率的明显升高¨ ,而本研究男性的 年龄范围为24—42岁,平均(31.3±4.1)岁。 关于精子DNA碎片对受精率的影响确实存在 争议。有研究发现高水平的精子DNA碎片与受精 率之间有负相关关系 ,这与本研究结果一致。 很多研究表明精子DNA损伤严重的男性让女性自 然妊娠所需时间更长 ,这可能就是因为精子 DNA碎片率升高降低了精子的授精能力。然而, 如果精子DNA损伤的类型和程度可以被卵子的修 复能力平衡,那么即使精子DNA碎片率增加仍然 有受精的可能_4 ’ 卜埔j。这在辅助生殖过程中尤 其明显,特别是ICSI的受精率似乎与精子DNA损 伤或DNA异常凝聚没有相关性 。不管是自然 妊娠率还是通过ART的妊娠率,有研究报道其与 精子高水平的DNA碎片率之间有负相关关 系[5,191。虽然这种相关关系不总是有统计学意义, 但很多研究表明精子DNA碎片增加是妊娠成功和 维持的有害因素Ⅲj。尽管本研究A组68.63%的 妊娠率比B组59.38%的妊娠率高出不少,但两组 妊娠率的差异没有统计学意义,这主要可能是本 研究样本量不足的原因。尽管精子DNA碎片率在 预测妊娠率方面还有争论,但它的预测价值在自 然妊娠和子宫内人工授精(intrauterineinsemina— tion,IUD周期中更高 ]。这可能是因为在IVF中 精子通过密度梯度离心加上游法处理后精子DNA 碎片率大为减少,使其对妊娠率的影响减弱。虽 然IUI周期中精子也经过处理,但一般只是经过密 度梯度离心法处理而没有经过上游法处理,而精 子DNA碎片率与精子活力最密切相关,有显著的 负相关关系,所以上游法最能减少有DNA损伤的 精子。 综上所述,本研究结果表明使用密度梯度离 心加上游法可以显著降低精子DNA碎片率,处理 前和处理后精子DNA碎片率均与精子总活动率、 前向运动率及受精率有显著负相关关系。精子 DNA碎片率升高会降低受精率,对预测IVF受精 率有一定的临床价值。 参考文献 [1]Barratt CL.Semen analysis is the cornerstone of investigation for male infertility[J].Practitioner,2007,251(1690):8-10,12, 15’7. 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(下转第7页) 医药论坛杂志2015年5月第36卷第6期JMedical Forum Vo1.36 No.6 June 2015 ・7・ 失产生,上门中切牙唇倾,覆盖加大。磨牙远中移 动并向远中倾斜,下颌骨发生顺时针旋转,磨牙远 移有助于打开前牙咬合,McNamara认为上颌骨第 二恒磨牙尚未萌出时,下面高轻微增加与远移磨 牙倾斜有关。下面高增加,覆合减小,尽管不明 显,但潜在的磨牙远中倾斜及开合出现,随第二磨 牙萌出,下颌具有开张趋势,提醒高角患者慎用。 临床上可以通过在摆形力臂上附加竖直曲等措施 腭部基托不足以抵抗磨牙远移反作用力,导致上 前牙支抗丧失,提醒前突患者禁用。有研究 腭 部种植体植入作为支抗,矫治器不干扰前牙移动, 但是这仍需进一步固定矫治阶段的研究来证实。 上颌第二磨牙对摆形矫治矫治器矫治效果的 影响存在争议。研究表明:尚未萌出(位于上颌第 磨牙根尖1/3),发现他们上颌第一磨牙远中倾 斜角度较大(4.3。),部分或完全萌出,其第一磨牙 倾斜角度较小(2。),第二磨牙萌出可能需更大的 力来推第一磨牙向远中,相对要丧失更多的前牙 一缓解远移磨牙倾斜度。 研究发现 单独使用摆形矫治(当磨牙远移 动到位后,再装配固定矫治器)上磨牙远移更多 (3.7 mm对2.6 ITI1TI),但倾斜角度更大(7.3。对 4.7。)。直丝弓矫治阶段,随着上磨牙支抗部分丧 失,P1’V—U ,SN—u 与摆形矫治前无差异,提示 支抗。在固定矫治系统中,只要条件合适,第二磨 牙尽早进入矫治系统,使牙齿能更好沿设计方向 移动,本研究结果支持Bussick,McNamara的建 议 J,最好在第二磨牙萌出前推第一磨牙。 参考文献 [1]Hilgers JJ.The pendulum appliance for class II non—compliance 在直丝弓矫治开始前需采取保护增强支抗措施来 控制上磨牙近中移动,①摆形矫治阶段过矫治,② 横腭杆加强磨牙支抗,或用口外弓稳定上颌磨牙 位置。Johnston_3 研究发现90%的类错合患者在 therapy[J].J Clin Oahod,1992,26(11):706-714. [2]段银钟.正畸l临床推磨牙远移技术[M].西安:世届图书出版 社,2005:71-72. 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